目前,矢量传感器在水声测量的探测技术中的应用已逐渐受到重视,但所采用的声压p和振速(Vx,Vy,Vz)联合处理技术还是建立在假定海洋波导中各位置处的声波阻抗数值都相同且为实数的基础上,而海洋环境效应的作用将不同程度地导致矢量处理器性能的降低.从实际应用的需求出发从理论上研究浅海分层介质波导中声压和振速场的传播特性,分析了声波阻抗率与频率、声源和接收器水平距离间的变化关系.理论分析和计算结果表明,只有在远场条件下,声压和水平振速信号才趋向于同相位;在通常噪声测量要求的距离上,声压和水平振速的传播损失相当,但必须注意声压和水平振速间的相位差随频率和声源距离的变化,而声压p和振速垂直分量Vz比值的模和相位差随频率和距离的变化复杂.这些结果为利用声矢量场进行水声测量和探测提供了基本的物理图像.

矢量传感器可以空间共点、同步测量声压与质点振速的各正交分量。为了对水下目标进行定位，基于声压与振速联合信号处理的理论，研究了复声强法对水下目标信号的定向技术，并使用概率统计和直方图的理论对目标的方位角和俯仰角值进行了估计，在线谱分量存在的低频段对估计角度进行了概率统计，较好地解决了左右舷的分辨问题．实现目标的全空间无模糊定向。另外，通过计算机仿真验证了该方法中提出的定向算法。

为实现对近岸矢量声呐系统性能的预言,以近岸浅海试验为基础,对单矢量传感器噪声测量的基本理论做验证与分析.近岸港口区域,在无舰船螺旋桨噪声的情况下,声压与质点振速间保持较弱的相关性.由于垂直振速通道受海面风成波浪影响,相对于... 展开更多

研究基于压差式矢量传感器声压振速联合处理的方位估计算法，获取目标真实方位。采用频数直方图对信号的每个采样区间内的一定采样点数的瞬时方位估计值进行统计，统计出该采样区间内的方位值集中数目，方位值集中数目最多的方向则表明该方向声能流最大，即为目标方向。水池试验结果验证了频数直方图方法可以有效剔除目标估计中界面反射干扰信号引起的方位估值，获得目标真实方位。

水声目标辐射噪声的包络潜中包含调制线谱（DEMON），不同类型的水声目标其DEMON谱不同，研究单矢量传感器利用DEMON谱检测目标信号的能力。采用文中定义的解析声强流方法。将单矢量传感器拾取的同一点的多信号源的振速矢量叠加统一描述在解析声强流的相位中，目标方位可以通过计算解析声强流的相位得到。仿真计算结果表明，这一方法对不同基频调制的宽带信号的检测能力可达-20dB，方他分辨能力在信噪比为-15dB时约为10°。对湖试数据的处理结果已让明本方法的可行性。

依据调制解调原理和线性系统理论，矢量调制法使用机械转动方法，将输入信号在进入传感器之前调制成为正弦波，由于线性传感器的频率保持性和叠加特性，对传感器输出信号解调，将得到准确的输入响应，由此去除常见的传感器偏置、偏置的漂移、干扰与噪声。基于矢量调制法原理，开发了一套使用矢量传感器构造的新原理测量仪器，并详细叙述了该仪器的物理实现方法和算法原理，对影响测量精度的主要因素给出量化分析结果。作为应用实例，说明了VMM测量仪器在寻北仪、三维矢性物理量测量中的原理和方法。理论分析和实验测量表明，矢量调制法物理意义明确，操作方便简单，抑制测量误差效果明显。VMM测量仪器显著地提高了矢性物理量的测量精度，可以广泛用于矢性物理量的精确测量。

智能化的矢量水听器可以有效降低系统最小平均维修时间，提高系统可靠性和可维性。在分析目前矢量水听器内部振子结构和原理的基础上，提出符合IEEE1451.4标准的通用矢量水听器的TEDS单元和读写电路器及软件的设计方法。设计结果表明：该系统具有即插即用和智能化特点，并具有二次开发的潜力。